Avaliação e classificação de ciclones de escala sinótica sobre a América do Sul em simulações de alta resolução no clima presente e projeções futuras

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cardoso, Andressa Andrade
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Características sinóticas; Ciclogênese; Ciclones subtropicais; Cyclogenesis; Future projections; HighResMIP-CMIP6; Oceano Atlântico Sul; Projeções futuras; RegCM4.7; South Atlantic Ocean; Subtropical cyclones.; Synoptic features
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-22112024-144920/

Os ciclones são sistemas de baixa pressão e circulação ciclônica que se distinguem pela estrutura dinâmica e termodinâmica em ciclones extratropicais, subtropicais e tropicais. Tais sistemas são importantes no transporte meridional de calor-umidade-momento exercendo papel fundamental no clima do planeta. Eles também influenciam o tempo e o clima com precipitação e ventos intensos, que podem causar desastres naturais. Assim, investigar as tendências futuras destes ciclones é crucial do ponto de vista científico para entender mudanças no clima e eventos extremos associados, enquanto do ponto de vista social estas informações são úteis para o planejamento de ações de mitigação e adaptação. Com isso, o objetivo principal deste trabalho é avaliar a habilidade de Modelos Climáticos Globais (GCMs) e Modelos Climáticos Regionais (RCMs) de alta resolução em simular a climatologia atual (1979-2014) de ciclones (todos os tipos de ciclones e apenas os ciclones subtropicais) e as projeções futuras até meados do século (2015-2050) sob o cenário RCP85. Estas análises são conduzidas para América do Sul e Oceano Atlântico Sul focando nas características dos ciclones (frequências, tempo de vida, intensidade e padrões de circulação associados) em três principais regiões ciclogenéticas (SEBrazil, Uruguay e Argentina). Para tanto, três simulações do RegCM4.7 e seis do GCMs do HighResMIP-CMIP6 com resoluções média (MR) e alta (HR), e duas reanálises (ERA5 e CFSR) são utilizados. Em termos gerais, as simulações (GCMs e RegCM4.7) representam claramente as três principais regiões ciclogenéticas fornecidas pelas reanálises, com algumas diferenças pontuais: no Uruguay apresentam viés negativo; no SEBrazil as simulações do RegCM4.7 aninhadas nos GCMs indicam ciclones formando-se mais ao norte do que na ERA5. As simulações também reproduzem adequadamente os principais padrões de circulação em níveis baixos (vento, pressão ao nível médio do mar e precipitação) e superiores (jatos de altos níveis e cavados em 500 hPa) associados aos ciclones em comparação com o ERA5. No entanto, no HighResMIP-CMIP6 os padrões sinóticos simulados são mais fortes e pronunciados do que nas reanálises para as três regiões ciclogenéticas, enquanto o RegCM4.7 simula padrões mais próximos aos da ERA5. Nas projeções futuras, a maioria indica um aumento de ciclogêneses no SEBrazil e no Uruguay, enquanto não existe um sinal claro na Argentina. Sazonalmente, a frequência de ciclones será maior no SEBrazil na primavera e no Uruguay no inverno e primavera. As projeções indicam um ambiente sinótico no SEBrazil caracterizado por intensificação das advecções quente no leste e fria no sul do ciclone, enquanto no Uruguay o fluxo de umidade e a sua convergência deverão ser mais intensos. Em ambas as regiões, o jato de altos níveis deverá se intensificar próximo do centro do ciclone, reforçando a divergência nos níveis superiores e, consequentemente, convergência nos níveis baixos. Adicionalmente, a classificação de ciclones selecionou ciclogêneses subtropicais utilizando a ERA5, que foi validada com trabalhos anteriores que utilizaram ERAInterim, e o ECEarth3P-HR GCMs. Ao comparar a ERA5 e ERAInterim, ambos identificam uma maior densidade de ciclones subtropicais no leste do sudeste do Brasil e maior frequência no verão-outono. No entanto, a ERA5 indica uma frequência maior destes ciclones do que a ERAInterim, provavelmente devido tanto à maior resolução da ERA5 como à identificação de ciclones inicialmente mais fracos no processo inicial da classificação. Embora simule maior frequência de ciclones subtropicais do que a ERA5, o ECEarth3P-HR reproduz as principais características destes eventos: frequência anual e sazonal, distribuição espacial, bem como as características de núcleo quente em baixos níveis e frio em altos níveis, além da simetria ao longo das trajetórias pelo Atlântico Sul. Diante destes resultados, conclui-se que embora os GCMs em alta resolução apresentem melhorias notáveis na representação de ciclones, os GCMs de resolução intermediária também fornecem informações confiáveis sobre os ciclones. Além disso, os modelos regionais apresentam uma maior habilidade em representar o ambiente sinótico associado aos ciclones em comparação com os modelos globais.